硅橡膠材料是否適用于LED封裝

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2016-03-22

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在全球能源緊缺、環(huán)境堪憂的21世紀(jì)，LED以其高效節(jié)能環(huán)保的特性，國際資訊，在照明領(lǐng)域獲得了前所未有的機(jī)遇。LED發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED)是一種可將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體發(fā)光器件，屬于固態(tài)光源。與傳統(tǒng)的白熾燈等相比，LED光源具有亮度高、壽命長(zhǎng)、省電、無污染、靈活、耐沖擊等無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。研究報(bào)告稱，美國如果55%的白熾燈和日光燈被LED取代，每年可節(jié)省350億美元電費(fèi)和減少7.55億噸二氧化碳排放量。日本100%的白熾燈換成LED，可減少1～2座核電站發(fā)電量，每年可節(jié)省10億公升以上原油消耗。LED燈憑著顯著優(yōu)勢(shì)，LED-T5一體化燈管，LED射燈，必將引發(fā)人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后新的照明革命。

近年來，伴隨LED芯片技術(shù)的飛速發(fā)展以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的成熟， led亮化工程，LED照明企業(yè)，大功率白光LED不僅逐漸成為建筑照明的寵兒，也越來越向家用照明邁進(jìn)。然而，LED封裝技術(shù)中存在的某些問題制約了LED在照明領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，LED燈管，它的亮度高、壽命長(zhǎng)、省電等節(jié)能優(yōu)點(diǎn)無法真正體現(xiàn)。封裝的基本任務(wù)是，在保護(hù)LED芯片不受外界環(huán)境干擾的前提下，將外引線連接到LED芯片的電極上，并且提高發(fā)光率�，F(xiàn)今封裝技術(shù)的首要難點(diǎn)是封裝材料散熱不好和發(fā)光率差等。封裝材料的溫度來自LED芯片工作產(chǎn)生的熱量累加熒光粉輻射發(fā)光后所釋放的熱量，而提高發(fā)光率的關(guān)鍵正是在于封裝材料和熒光粉的選擇與應(yīng)用。由于硅橡膠具有良好的熱穩(wěn)定性和光學(xué)特征，當(dāng)今國際各大LED制造商主要選用雙組分透明硅橡膠作為封裝材料。但是，硅橡膠熱穩(wěn)定性雖好，導(dǎo)熱性卻差，LED工作一段時(shí)間后，大部分熱量積聚在硅橡膠材料中難以散發(fā)，高質(zhì)量，ROSH認(rèn)證，導(dǎo)致材料快速老化。目前為止，很多關(guān)于LED照明產(chǎn)品失效的報(bào)告都與硅橡膠材料老化有關(guān)。正是由于對(duì)硅橡膠的老化機(jī)理，分子結(jié)構(gòu)與光學(xué)特征之間的關(guān)系了解得不夠透徹，國際各大LED照明公司還無法在他們的產(chǎn)品說明中對(duì)LED的壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，延遲了LED產(chǎn)品的真正普及使用。

硅橡膠用作LED封裝材料的另一問題是，由于硅橡膠與LED芯片在力學(xué)特征上存在顯著不同，辦公照明，工程照明，內(nèi)部高溫會(huì)導(dǎo)致它從LED芯片上自行剝離并最終影響到發(fā)光率。蔡博士在國際著名微流體雜志《微流體和納流體》( Microfluidic and Nanofluidic)上刊登的論文《針對(duì)硅橡膠組成的各種基底的微流體裝置的成本控制及可靠的粘連方法》“Cost-effective and reliable sealing method for PDMS(PolyDiMethylSiloxane) based microfluidic devices with various substrates”就這一問題提出了解決方案。他通過對(duì)硅橡膠聚合反應(yīng)的研究，分析出加入何種分子會(huì)對(duì)硅橡膠聚合反應(yīng)有顯著性的影響。同時(shí)，通過力學(xué)測(cè)試和電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)老化測(cè)試的證實(shí)，蔡博士總結(jié)并開發(fā)出一種以硅氧烷基材料為主，可廣泛應(yīng)用于各種基底的可耐高溫、酸、堿等惡劣條件的粘連劑配方。這種粘連劑只需通過簡(jiǎn)單的噴涂或者旋涂即可粘連在各種基底上，10～20納米的厚度就能保證硅橡膠與芯片基底形成非常牢固的化學(xué)粘連。由于粘連劑本身也是硅氧烷材料，綠色照明，不會(huì)影響到硅橡膠的光學(xué)特征，因此非常適合于LED封裝。

在LED上中下游產(chǎn)業(yè)鏈中，封裝是連接產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的重要紐帶。LED封裝涉及到光、熱、電、高分子材料等領(lǐng)域的知識(shí)，是一個(gè)綜合復(fù)雜的課題，酒店led照明，也是LED照明普及應(yīng)用急待解決的問題。用于封裝的硅橡膠材料等一直是影響LED質(zhì)量與壽命的主要因素，只有通過對(duì)它深入的了解與分析，才能更好地解決LED封裝的難題。我們相信，在材料科學(xué)家和LED研究人員的不懈努力下，LED燈管，LED照明將大放光彩，戶外照明，CE認(rèn)證，在真正意義上為人類節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。

 

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